DTS与杜比

neumann

  在DVD盛行的年代,带不带DTS音轨可说是很多发烧友决定买或不买,或者是洗片的重要原因.在大多数的烧友心目中,DTS音轨往往代表着更火爆刺激的影院效果.然而作为先驱者的杜比数字(Dolby Digital)真有那么差吗? 鲜为人知的是,在2000至2001年之间,杜比与DTS之间曾有一次激烈的公开论战,双方均直指对方要害,都想从技术角度上打倒对手.本站将为您揭秘这次论战的起因,技术焦点以及双方如何收场.字iyule.com
    杜比实验室是现代环绕声技术的鼻祖.1992年杜比推出5.1配置的杜比数字格式(Dolby Digital),迅速地成为了绝大多数影院的标准配置.另外,当时家庭影院的高端-激光大碟LD同样采用了杜比数字格式作为其音轨的选择之一,这使得杜比也进入了家庭影院的市场.1995年,当DVD规范制定者为DVD选择音频格式时,杜比没花太多力气就入围了.最初的DVD规范规定所有在美国发行的DVD必须拥有两条音轨:杜比数字以及两声道无损的PCM.随着DVD的流行,杜比可说是春风得意,达到了其事业的顶峰.
    从另一个方面来理解顶峰,就是接下来的日子是下坡路了.对杜比构成最大挑战的就是本文的另一个主角 DTS.DTS既是这个环绕格式的名称,也是这个公司的名字,全称是Digital Theatre Systems,意思是数字影院系统.和杜比数字一样,DTS一开始是为影院音频系统设计的.在DVD最初的规格制定一年后,也就是1996年,DTS公司向DVD组织强力推荐了自己的技术,宣称DTS拥有更高的规格,提供更高的回放质量.DVD组织同时接纳了DTS和索尼的SDDS格式,把它们作为DVD的备选音轨格式.任何DVD在包含一条备选格式的音轨时,还必须至少包括一条必选音轨,也就是Dolby Digital和PCM中的一种.
技术规格对比
说到这里,是我们比较一下DTS和Dolby Digital的技术规格的时候了.首先要明白的是,由于DVD容量的限制,DTS和Dolby Digital都是压缩过的格式.就音质而言,DVD所能提供的最好的其实是两声道的PCM格式的音轨.

下表列出了两者技术规格的详细区别.

	Dolby Digital	DTS
码率	常见有384kbps(默认)和448kbps两种. 最高640kbps(极少)	常见为半码754.5kbps. 也有少数DVD用全码1509.75kbps
采样率	48KHz	48KHz或96KHz(较少)
位宽	16-20bit	16-24bit

对于压缩音频而言,压缩率对于音质有很大的影响.一般的DVD往往是用384Kbps的Dolby Digital,或者是半码


754.5Kbps的DTS.也就是说一般情况下,DTS的码率是Dolby Digital的两倍,压缩比仅为一半.而在两者皆为最高码率1509.75kbps和640kbps的情况下,码率之比更可达到2.36.DTS大力宣扬的高规格可说是毫无水分.

然而,视频和音频的压缩算法是相当复杂的一个问题,远不是码率等一两个指标所能简单说明的.算法的效率也是极为重要的一个方面.近年来随着高清视频的普及而开始流行的H.264视频压缩算法就是一个明证.H.264的压缩率是MPEG2的1.5倍到数倍之间,然而画质却差不多.区别就是H.264的压缩效率极高.那么DTS的压缩算法和Dolby Digital相比如何呢?DTS音轨乍一听确定火爆,但是细心的人却发现DTS音轨的预设音量较高.在调整音量达到两者听起来差不多响时,很多用户都声称很难听出区别.难道Dolby Digital的压缩算法更好导致两者其实并无太大差距?由于双方的编解码技术都不公开,所以算法效率的比较可说并不容易.

杜比率先开火
2000年,DTS公司发行了面向专业市场的硬件编码器CAE-4.用户可以用它来自行制作DTS格式的音频.这就意味着,可以直接对比压缩前和压缩后的效果了!对于杜比来说,这当然是个千载难逢的分析对手编解码技术的好机会.经过详细的测试,在2000年11月,杜比发表了名为"杜比评估DTS"的文章,终于发泄了多年来规格上被DTS压制的怒火.

在这篇文章里,杜比表示他们请了三个分别位于伦敦和洛杉矶的录音工作室,测试了四种格式:384kbps的DD,448Kbps的DD,754.5Kbps的DTS和1509.75Kbps的DTS.综合三个工作室的结论:全码的DTS性能确实很不错,但也就是和448KHz的DD差不多的水平.然而半码的DTS效果就惨不忍听了,远远落后于其他的三个格式.所以总体而言,Dolby Digital的算法更优秀.

在论证过程中,杜比提到: 1. 半码的DTS的主声道带宽只到15KHz,也就是说超高音部分被完全丢弃了.
2. 和全码DTS相比,半码的DTS在LFE低音通道上,50Hz时衰减了1db,90Hz时衰减达到了3db.
3. 与之相比,448Kbps的Dolby Digital所有声道的带宽都到20KHz.384Kbps时所有声道带宽为18KHz.两种码率的LFE低音通道都是直到120Hz的一直线.
4. 由于DTS和Dolby Digital都是有损压缩,所以在压缩声音细节足够丰富的原音以后,都能听到可闻的损失.但在4种格式中,半码的DTS的听感最差,细节丢失远远多于其他三种格式.三个工作室在进行听感测试后,对这四种格式进行了排名.两个工作室都把448Kbps的Dolby Digital列为第一,另一个工作室的第一是全码DTS.但在最后一名的位置上,所有工作室都给了半码的DTS.

另外,杜比还解释了为什么有些影片的DTS音轨和Dolby Digital音轨相差很多.
1.DTS的对白的电平会把其他的声音高0.6db,这样也使得对比时双方的电平无法完全校准成一致.
2.母版的不同.杜比以"拯救大兵雷恩"和"侏罗纪公园"等几个影片的不同DVD版本为例,说明在进行编码前母带的声音已经被改变.另外,杜比还提到某些音乐片里,DTS音轨对声音进行了处理,以使其听起来更甜美.
3.混音不同.杜比以"鬼入侵"和"终结者2"为例说明,这两部片的DTS-ES版本的后环绕声道都是重新混音而成,但是"鬼入侵"的Dolby Digital EX版本的后环绕则是沿用原来的环绕声道,这样听起来自然不同.

DTS的回应
杜比的挑战可说是咄咄逼人并且相当强悍的.如果DTS不能做出有效的回应的话,等于承认了DTS格式虽然码率更高,但在某些方面其实还不如低码率的Dolby Digital.对此,DTS公司很快做出了回应,名为"DTS对于杜比评估DTS一文的看法".这篇文章主要是反驳杜比的观点,当然也有一些还击.

1. DTS首先强调,做为来自直接竞争对手的文章,其公正性和可信度都值得怀疑.
2. 对于杜比对半码DTS主声道带宽的指摘,DTS说其主声道带宽其实可以到19KHz,而非杜比所说15KHz.全码的DTS更可高达24KHz.
3. 对于杜比对半码DTS的LFE低音通道的衰减的指责,DTS说其实到100Hz都是平坦的一直线,到了125Hz才衰减了6db.
4. 对于杜比所说的Dolby Digital的频响性能,DTS承认448Kbps到20KHz和384Kbps到18KHz都是对的.但是,DTS同时也发现,Dolby Digital的所有声道在一定频率以后都使用同样的内容.具体为448Kbps时15KHz以上,384Kbps时10KHz以上.也就是说,在高频的时候,Dolby Digital是没有方向性的,声音会从每一个声道出来!
5. 对于杜比的听感测试,DTS认为一个没有杜比参与的,由一个公正的第三方进行的盲听才是有说服力的.
6.对于杜比的其他指控,DTS几乎可说是一概不承认,只说其中的一个音乐片确实在发行商的要求下对原音进行了处理.

杜比再度发难
2001年3月,杜比又发表了一篇名为"杜比评论DTS的看法"的文章.这篇文章里杜比批评了DTS的回应中缺乏数据的支撑.并表示愿意给出第一篇文章中没有给出的图表和数据来做为佐证.

1. 在半码DTS的主声道带宽问题上,这次杜比改变了说法.他们承认,半码DTS的带宽其实确实能到19KHz,但是从15KHz到19KHz的这个频段上,相比15KHz以下的频段有4db左右的衰减.杜比还给出了实测的频响曲线.
2. 在半码DTS的LFE低音通道衰减的问题上,杜比仍然坚持原来的观点,即50Hz时衰减1db,90Hz时衰减3db.在这个问题上杜比同样地给出了实测频响曲线,以及根据某DVD影片测试的频响曲线.
3. 另一个杜比抓着不放的问题是DTS对白的0.6db的增益.对此杜比提出了多个证据.
4. 对于母带和混音问题,杜比进行了更多的澄清.

值得注意的是,这次杜比没有继续强调Dolby Digital比DTS更优秀.而且对于Dolby Digital的高音部分所有声道用同样的内容这一指控,没有做出回应.

DTS的再度回应
对杜比的再一次挑战,DTS同样做出了回应.和前一次一样,这次同样主要是反驳杜比的观点.
1. 首先,DTS承认了在用CAE-4编码器,和CAD-4解码器配合使用时,半码DTS确实会在15KHz到19KHz的频段有4db左右的衰减.但是DTS说这个问题出在CAD-4解码器上,DTS这个技术本身并没有问题.
2. 对于半码DTS的LFE低音通道的衰减问题,DTS仍然强调DTS技术本身没有问题.这样的反驳在对方拿出进一步证据的情况下,多少显得苍白无力.不过DTS的办法是通过揭露对手的LFE的缺陷来获得某种平衡.DTS表示,在用杜比的编码器DP596和解码器DP592配合进行测试时发现,LFE低音通道和主通道之间有比较明显的延时,在80Hz的频率上,这个延时恰好造成了180度的相位差.
(这样的话低音炮和主音箱出来的声音在一定程度上会相互抵消,抵消多少视摆放位置而定.如果在一般的家庭影院也是这样的话,显然对于低音效果有很大的影响.
3. 对于0.6db对白增益及其他问题的辩驳.
最后,DTS建议双方应该把时间花在提高音频质量上,而不是在这些话题上无穷尽的争论上.

这以后,杜比没有再进一步的回应.这张环绕声格式的大战终于告一段落.

提炼与解读
2000年的时候,舆论已经基本是完全倒向了DTS.大多数人,尤其是AV发烧友,都认为DTS音轨会带来更好的效果.在这种背景下,环绕声的鼻祖,多年的领先者杜比所发起的这个论战多少有些悲壮的意味.一开始杜比似乎还有点抓到对手的要害的态势,可以宣称Dolby Digital算法要优于DTS.然而文章后面大段的解释为什么在某些DVD上DTS和Dolby Digital听起来"不一样"(其实这些DVD的例子也就是舆论普遍认为DTS听上去明显好于Dolby Digital的典型),这其实恰好反映了当时杜比的弱势.

在DTS进行了有力的反击以后,杜比显得有点搬起石头砸自己的脚的味道了.对于DTS所说的Dolby Digital在高音部分所有声道混用同样的内容,杜比连一句反驳都没有,显然是默认了.

当然话说回来,面对杜比在高音和LFE低频的不合理衰减的两项指控,DTS仅仅是把高音的问题归咎到自己出的解码器上,而没有任何的数据或者测试来作为证据.可说是显得非常的理不直气不壮.毕竟讨论的是DTS自己的技术,测试一下拿点数据出来应该是轻而易举的事.从这点来看,DTS技术在高音和LFE上可能也确实有硬伤.

总的来说,这张论战的结果是DTS以小胜告终.开始时杜比瞄准了DTS的要害,以为可以一下就将对手斩于马下.不料DTS回马一枪,杜比自己的破绽反而暴露出来.最后只得草草战了几个回合以后鸣金收兵.作为烧友而言,看戏之余应该意识到,有损压缩的音频总是不可能完美的,尽早升级设备,体验无损的次世代音频才是正道!

zgypw

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osmose

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